Вода, поступающая на стадию обратного осмоса, содержит большое количество ионов Са2+ (700 мг/л) и SO42- (1800 мг/л). Появляется опасность выпадения осадка СаSO4 на поверхности мембраны.
Производственный раствор АГМК, поступающий на установку обратного осмоса, моделировался непрерывной подачей пересыщенного раствора сульфата кальция.
После первой ступени концентрат, подающийся на четвертую ступень обратного осмоса, содержит уже 1400 мг/л Са2+.
Четвертая ступень обратного осмоса является самой проблемной, т. к. входным потоком для нее является концентрат с первой ступени.
С целью исследования этого процесса в лаборатории ЗАО «Полиметалл инжиниринг» была сконструирована и собрана экспериментальная установка. В ходе эксперимента моделировалась четвертая ступень блока обратного осмоса, на которую приходится максимальная солевая нагрузка.
Экспериментальная установка очистки воды для четвертой ступени (рисунок 2) состоит из: установки обратного осмоса «Шарья М1*100», реактора с мешалкой объемом 30 литров с навесной системой контроля уровня жидкости, трех баков подачи реагентов, трех перистальтических насосов, двух набивных фильтров для очистки водопроводной воды.
Мембранный материал фильтрующих элементов, используемых в «Шарья М1*100», аналогичен установленным на обратноосмотической установке АГМК.
С помощью вентилей, установленных на «Шарья М1*100», регулировалось количество раствора, циркулирующего в аппарате и количество выдаваемого пермеата. Их настройка производилась так, чтобы количество пермеата на единицу площади мембраны и удельная солевая нагрузка соответствовали промышленной установке.
Через час после подачи растворов, в середине и в конце эксперимента проводилось измерение уровня рН и концентраций ионов Са2+ и Сl- в исходном растворе, пермеате и концентрате. Эти данные позволяют делать выводы о работе установки, о селективности мембраны и необходимы для расчета материального баланса установки.
Для определения концентрации кальция использовалось комплексонометрическое титрование Трилоном Б, в качестве индикатора использовался мурексид.
Для определения концентрации Cl- в растворах использовался метод потенциометрического титрования. Применялось потенциометрическое титрование с серебряным электродом и хлорсеребряным электродом сравнения.
С целью увеличения продолжительности работы установки были рассмотрены шесть коммерчески доступных марок антискалантов. В данном эксперименте они обозначаются А1-А6.
Перед испытанием антискалантов были проведена серия из пяти «холостых» опытов без использования антискалантов. При нагрузке на мембрану соответствующей четвертой ступени обратного осмоса без использования антискалантов составляет около 45 минут.
Антискаланты подавались в концентрации рекомендованной производителем 30 мг/л в исходном потоке. Каждый из опытов повторялся минимум три раза. Результаты испытания антискалантов представлены на рисунке 3. Из графика видно, что наилучшие результаты показал антискалант А3.
Рисунок 2 – Схема экспериментальной установки
Для антискаланта А3 были проведены повторяющиеся опыты для определения наилучшей концентрации. Опыты были проведены при следующих концентрациях: 30 мг/л, 50 мг/л, 100 мг/л и 150 мг/л. Каждый опыт повторялся минимум три раза, для концентрации 100 мг/л шесть раз.
На рисунке 4 представлены результаты опытов при различных концентрациях антискаланта А3.
Из графика видно, что оптимальная концентрация антискаланта А3 для исследуемого процесса 100 мг/л. При данной концентрации установка проработала более 10 часов, не достигнув критической величины давления.
Из проведенного эксперимента следует, что антискалант А3 в концентрации 100 мг/л был рекомендован к использованию на стадии обратного осмоса на Амурском гидрометаллургическом комбинате.
Рисунок 3 – Сводный график для разных антискалантов (А1-А6) при концентрации 30 мг/л
Рисунок 4 – Сводный график для различных концентраций антискаланта А3
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.